甲醇精馏过程节能降耗初探

  际的过程中，常压塔是混合塔，上面塔板、下面填料。这种处理方法虽 然使得废水含醇量大于 25PPm，但能减少蒸汽的消耗，降低回流 量，同时如果想增加塔板数量，也不会使得塔高增加。 4 小结 对两塔和三塔甲醇精馏流程进行了探讨，分析了三塔甲醇精馏流 程在节能减耗上有着非常大的优势，并且提出年产量达到 10 万吨甲醇的 项目才应当考虑使用三塔精馏方式。然后从三塔精馏流程进行了节能减 耗的探讨，提出填料塔比板式塔有着许多优良的特性，对于提高甲醇质 量也有着重要的帮助，塔板的设置不应该以废水含醇量来设置。 作者简介：万利，1982 年生，男，2006 年毕业于中北大学化学工 程系，助理工程师，现从事甲醇生产技术管理工作。

  综上所述，对于通过多回线上网且厂内有两台及以上变压器的 110kV 风电厂，厂内的 110kV 变压器中性点宜直接接地运行；对于单 回线上网且厂内只有一台变压器的 110kV 风电厂，厂内 110kV 变压器 宜不接地运行。 3 结语 随着 110kV 风电厂在电网中的规模逐步扩大，110kV 风电厂内的 110kV变压器中性点接地方式对电网零序网路及零序保护定值配合的影 响也慢慢变得显著。为了确认和保证电网零序保护的可靠及正确动作，合理选择 110kV风电厂 110kV变压器中性点的接地方式也成为一个重要的课题。

  [1] 张云玲,王剑锋.甲醇精馏过程节能降耗初探孟旭光 [J].化学工业与工程技 术,2013. [2] 吴声旺.甲醇双塔精馏和三塔双效精馏工艺应用比较 [J].化学工程与装备 , 2009. [3] 谢克昌,房鼎业.甲醇工艺学[M].北京:化学工业出版社,2010. [4] 刘永兵,冯仁庆.甲醇操作工[M].徐州:中国矿业大学出版社,2009.

  作弹性，特别是液体分布器的设置。因而能够准确的通过实际的详细情况，选 择相应的设计方法来确定填料塔的操作弹性，对比而言板式塔的操作弹 性受到了液沫夹带、塔板液泛以及降液管能力的约束，操作弹性一般较 小。从制造、结构和造价上看。一般说来，填料塔的结构比板式塔的结 构简单，因此制造和维修也较为方便，很大程度上降低了维修的费用， 但是填料塔的造价一般会高于板式塔。从真实的操作中看，板式塔的持液 量大于填料塔，持液量越大，塔的操作也就越平稳，从这个意义上说， 板式塔较填料塔而言更加容易操作。同时，填料塔不适合侧线进料和出 料的复杂情况，而板式塔则容易实现。对于表面积较大的局性能填料， 填料塔有可能会出现堵塞的状况，因此填料塔不能直接处理容易聚合或者含 有悬浮物的物料。 3.2 塔板的性能和设置 目前有不少塔板供应商来推销自己的塔板的时候，声称自己的塔 板性能最好，有些以塔板可以将常压塔排除的废水含醇量降低到 25PPm 之下作为推销的优势。其实这实际上一个错误的认识，其实废 水的含醇量只是作为塔的设计指标之一，而不能用于评价塔板性能的优 劣。从本质上说，一切的塔板的计算方式都是一致的，这也就是说任何 一种塔板都能够最终靠适当的设计使其废水含醇量处于 25PPm 之下。一 个设计良好的塔板应该是保证处理量大、效率高、能耗低这三点。在实

  上 5% 左右。如果是在高压条件下做相关操作，板式塔的分离效率则略高 于填料塔。在压力降上，板式塔的压力降远高于填料塔，几乎能够达 到其 5 倍，因此相对而言，填料塔的压力降比较低，压降低的装置不仅 能够降低真实的操作的费用，且能节约能耗，产生的热蒸汽还能够回 流被再次使用，对于降低塔釜温度、加快精馏速率都有着重要的价值， 而且对于热敏物பைடு நூலகம்的分离也有一定的帮助。 从操作弹性上说，一般说来，填料本身就会对气液负荷变化的适 应件产生较大的影响，因此塔内件的设置很大程度上决定了填料塔的操

  1.2 三塔甲醇精馏流程分析 以下分别从预塔、加压塔和常压塔三个部分对三塔甲醇精馏流程 进行分析。 1.2.1 预塔 由粗甲醇缓冲槽 （ 40℃，0.5MPa ） 来直接进料或由粗甲醇槽来的 粗甲醇经预塔进料泵加压后，进入粗甲醇预热器，由蒸汽冷凝液加热至 65℃左右，送入预精馏塔。塔顶的甲醇蒸汽经过预塔冷凝器将大部分甲

  [摘 要] 结合实际生产中年产十万吨焦炉煤气制甲醇项目，对甲醇精馏过程中如何降低能耗进行了探讨，认为合理安排、选择精馏工艺流程 能够降低甲醇生产能耗，大大提高甲醇企业的生产效益。 [关键词] 甲醇精馏工艺；工艺流程；节能降耗 甲醇精馏是整个甲醇生产过程中一个重要的后续加工程序，其功 耗占据了整个甲醇生产过程中 20% 的能耗。对于企业而言，如何提高 企业经济效益、增强产品竞争力就成为重中之重，采用节能高效的精馏 装置来优化加工操作，节约成本就显得非常重要。甲醇精馏工序的节能 方法众多，其中的三塔精馏流程同两塔流程相比能节省达到 30% ～ 40% 的能耗，并且产品的纯度也较高。对于年产十万吨焦炉煤气制甲醇 项目，如何优化施工工艺以达到降低能耗的目的就是本文的主要内容。 1 两塔流程与三塔流程概述 1.1 两塔甲醇精馏流程分析 由合成工段制得的粗甲醇，被送到粗甲醇贮槽中，粗甲醇泵会将 获得的粗甲醇原料送至预精馏塔中。预塔的主要作用是去除粗甲醇中混 有的轻组分、诸如二甲醚等低沸点物质。对于部分从预塔塔顶回流罐中 出现的液体，在经过预塔回流泵后就会被送至预塔的上部，同时为了阻 止轻组分的过度累计，其中一部分气体会从预塔二冷采出进入水洗槽洗 涤然后去火炬。低压饱和蒸汽来为预塔提供正常工作所需的热量。最终 富甲醇液中会包含水、乙醇以及其他的高级烷烃和高级醇，借由预塔中 的甲醇泵被送往常压甲醇精馏塔进行再次提纯。预塔塔顶和塔低的操作 压力分别是 0.07MPa 和 0.10MPa，操作温度分别为 77.6℃和 84.4℃， 采用的是全回流方式进行操作。 在精馏过程中，为了防止存在于粗甲醇中的酸性物质对设备产生 腐蚀或者出现分解羰基物或者胺类的情况，一般会在预塔进料泵进口设 置管线，经由加碱装置向粗甲醇中加入质量分数 1～5% 的 NaOH 溶液 进行中和，最终使甲醇液 pH 值在 8～9。 常压塔顶的甲醇蒸汽在经过冷凝过后被送入常压塔回流槽中，其 中的大部分会被作为回流液再次回流到常压塔的顶部，只有少部分的会 被采出，作为最终产品甲醇。常压甲醇塔底聚集的甲醇产品常常含有一 些比甲醇更难挥发的、沸点比水低的杂质从常压塔侧线采出至杂醇槽。 低压饱和蒸汽为常压塔工作提供所需的热量。常压塔塔顶和塔底的操作 压强分别为 0.01MPa 和 0.06MPa，操作温度则为 66.1℃和 108.0℃。 醇蒸汽冷凝下来送往预塔回流槽，再由预塔回流泵打回流。预塔冷凝器 未冷凝的部分低沸点组分及不凝气进入预塔第二冷却器冷却至 40℃， 将其中绝大部分甲醇回收，不凝气经预塔压力调节阀去排放槽。部分预 塔轻馏分采至杂醇槽。预塔底由 0.4MPa 蒸汽经再沸器提供热量。为了 防止粗甲醇中微量酸性物质腐蚀塔内件及促进胺类和羰基物的分解，加 入 1～5% 的烧碱液，使 PH 值 =8～9。预塔操作的条件为，塔顶 / 塔釜 压力和温度分别是 0.020MPa/0.030MPa，73℃/77℃。 1.2.2 加压塔 预塔塔底来的预后甲醇，经加压塔进料泵加压后送至加压精馏塔。 加压塔塔顶甲醇蒸汽进入常压塔再沸器作为常压精馏塔 F2103 的塔底 热源，甲醇蒸汽本身被冷凝成了液体后进入加压塔回流槽，然后一部分 由加压塔回流泵加压后回流至加压塔塔顶，其余部分经精甲醇冷却器冷 却至≤40℃作为产品送入精甲醇贮槽。加压塔塔底用 0.5MPa 蒸汽经再 沸器提供热量。加压塔操作的条件为，塔顶 / 塔釜压力和温度分别是 0.55MPa/0.66MPa，121℃/136℃。 1.2.3 常压塔 由加压塔塔底排出的甲醇溶液经减压阀调节后送至常压精馏塔。 常压塔顶排出的甲醇蒸汽经常压塔冷凝冷却器冷却至≤40℃，汽液混合 物进入常压塔回流槽，甲醇液体经常压塔回流泵加压，一部分作为回流 送入塔顶部，其余部分作为产品采出。常压塔下部设有侧线采出，由其 排出杂醇油，以降低常压塔下部高沸点物的富集浓度，改善塔的操作。 常压塔操作的条件为，塔顶 / 塔釜压力和温度分别是 0.005MPa/0.015 MPa，65.4℃/105℃。 2 三塔甲醇精馏节能降耗分析 三塔甲醇精馏节能流程同两塔相比大大降低了能耗。从回流来看， 三塔甲醇借助加压塔顶蒸汽冷凝过程中产生的热量被用于加热常压塔底 再沸器中的含有部分难挥发杂质的甲醇也，这就使得常压塔中的再沸器 不需要再次使用蒸汽，同时也让加压塔塔顶不需再设置冷凝器，因而很 大程度上降低了流程耗能，在理论上三塔精馏获得的蒸汽消耗量比两塔 精馏蒸汽能耗少了将近 42% 。 同时，也应当注意到，三塔甲醇精馏装置的投资较两塔而言精馏 工艺步骤加多，操作相对复杂，对于操作人员的基本素质和控制仪表等 方面提出了新的要求。考虑到成本和收益的问题，一般而言，生产规模 在 10 万吨 / 年的甲醇装置以上的才适合使用三塔甲醇精馏装置。 3 合理的安排三塔精馏装置以节能降耗 3.1 填料塔同板式塔比较 填料塔与板式塔各有优缺点，对于此项十万吨的甲醇精馏项目而 言，使用填料塔更为合理。从生产能力上看，填料塔在单位塔截面积生 产能力上比板式塔高上许多。在分离效率上，经过理论分析，发现在常 压和低压 （ 压力小于 0.3MPa ） 操作下，填料塔比板式塔的分离效率高

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